广西壮族自治区钦州市2022-2023学年高二下学期期末化学试题
一、单选题
1.化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.用活性炭除汽车里异味的过程为化学变化
B.可用、对饮用水进行消毒杀菌
C.二氧化硫具有还原性,可适量添加在葡萄酒中作抗氧化剂
D.液化石油气和天然气均属于清洁燃料,其主要成分均属于烃类
2.下列物质的化学用语表达正确的是( )
A.甲烷的球棍模型:
B.H2O分子间的氢键:
C.的结构式:
D.的名称:2,2,4 三甲基戊烷
3.我国科学家首次在实验室实现了到淀粉的全合成。下列有关说法错误的是( )
A.淀粉和纤维素都是天然高分子化合物
B.淀粉不能发生酯化反应
C.葡萄糖分子中含有4个手性碳原子
D.利用二氧化碳制备淀粉有利于实现“碳达峰”和“碳中和”
4.下列物质结构或性质比较中,前者大于后者的是( )
A.熔点:
B.键角:
C.沸点:、
D.酸性:
5.(2023高二下·吉林期末)下列合成高分子化合物的反应及反应类型均正确的是( )
A.有机玻璃{}由甲基丙烯酸甲酯发生缩聚反应制得
B.合成材料由丙烯和乙烯发生加聚反应制得
C.酚醛树脂{}由苯酚和甲醛发生缩聚反应制得
D.纤维由己胺和己酸发生缩聚反应制得
6.(2023高二下·吉林期末)下列有关有机化合物的研究方法、结构特点及性质的说法正确的是( )
A.利用红外光谱可以确定有机物的相对分子质量
B.向蛋白质溶液中加入硫酸铵溶液,蛋白质的性质和生理功能会发生改变
C.研究有机物的基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构
D.实验室通常利用电石和水制备乙炔,并用氯化钠溶液除去乙炔中混有的等杂质气体
7.苹果中含有邻苯二酚( )等酚类化合物,苹果削过皮后在空气中放置过程中表面易变为黄褐色。下列说法错误的是( )
A. 具有还原性,易被氧气氧化
B.1mol邻苯二酚最多可与4mol溴发生取代反应
C.邻苯二酚分子中的所有碳原子杂化方式相同
D.邻苯二酚自身可以发生加聚反应,生成聚合物
8.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是( )
A.所含元素种类最多的族是第ⅢB族
B.同一原子中,2p、3p、4p能级的能量依次升高
C.在元素周期表中,ds区只有6种自然形成的元素,且均为金属元素
D.基态原子价层电子排布式为ns2的元素一定是第IIA族元素(n为周期数)
9.南开大学某团队报道了一种有机合成新方法,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.X、Y、W和T均能发生加成反应 B.X、Y、W和T均为烃的衍生物
C.T与2-己酮互为同系物 D.X的芳香族同分异构体有4种
10.乙酸异戊酯天然存在于香蕉、苹果等水果和浆果中,具有香蕉香味。某化学兴趣小组在实验室中利用乙酸和异戊醇( )制备乙酸异戊酯,实验装置如图1所示(加热及夹持仪器略),相关物质的部分性质如表所示。
物质 密度/() 沸点/℃ 水中溶解度
异戊醇 0.809 132 微溶
乙酸 l.049 118 易溶
乙酸异戊酯 0.876 142.5 微溶
下列说法错误的是( )
A.异戊醇的同分异构体中,与其含有相同官能团的结构有7种
B.实验中浓硫酸只起到催化作用和脱水作用
C.图1中的装置可用图2所示装置代替
D.实验中加入过量的异戊醇可提高乙酸的转化率
11.X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y元素的最高正价与最低负价绝对值相等,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18。下列说法错误的是( )
A.第一电离能:Z>Y>M
B.Y、Z分别与X形成的最简单化合物的键角:Z
D.1molMY晶体中含有1molM—Y键
12.设为阿伏加德罗常数的值。一种抗癌新药的活性成分MI-888的结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A.1molMI-888中卤素原子数为
B.1molMI-888中碳碳双键数为
C.MI-888中共有3种官能团
D.MI—888分子中,苯环上的一溴代物有3种
13.化学是以实验为基础的科学,下列实验操作或做法能达到实验目的的是( )
选项 实验操作或做法 目的
A 将稀盐酸与碳酸钙反应产生的气体直接通入溶液中 验证酸性:
B 向洁净的试管中滴入10~15滴溴乙烷和5mL5%的溶液,振荡后加热,静置。待溶液分层后,取少量上层溶液,滴加2滴溶液,观察现象 检验溴乙烷中的溴
C 在洁净的试管中加入1mL2%的溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%的氨水,使最初产生的沉淀溶解,再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热 检验醛基
D 在试管中加入1mL淀粉溶液和2mL10%的溶液,加热煮沸,加入新制,加热并煮沸 检验淀粉水解产物
A.A B.B C.C D.D
14.我国科学家开发了一种新型手性Ru(Ⅱ)—Pt(Ⅱ)双核配合物()作为G—quadruplexDNA稳定剂和端粒酶抑制剂。手性Ru(Ⅱ)—Pt(Ⅱ)双核配合物的化学结构 /A—RuPt和相关的单一核配合物(Pt和)的结构如图所示。已知:在等价轨道上的电子排布采取全充满和半充满时,能量会较低,体系有更大的稳定性。下列说法正确的是( )
已知:Ru(Ⅱ)表示+2价Ru,Pt(Ⅱ)的配位数为4。
A.与位于同一周期,基态Pd的价层电子排布式为
B.单一核配合物Pt中的配位原子只有N原子
C.中Ru原子与Pt原子的配位数相同
D.中Ru提供空轨道形成配位键
15.的配位化合物较稳定且应用广泛。可与、、等配体形成使溶液呈浅紫色的、红色的、无色的等配离子。某同学按如下步骤进行实验:
已知:大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,如苯分子中的大π键可表示为。下列说法正确的是( )
A.的第一电离能大于的第一电离能
B.与均为直线形结构,中存在大π键,可表示为
C.基态和基态的核外电子排布中,未成对电子数之比
D.中的键角小于分子中的键角
16.在无机氟化物制备中有广泛的应用,其晶体属于四方晶系,晶胞参数如图所示,其中O点原子和①号原子的分数坐标依次为、。已知:Xe—F键长为下列说法正确的是( )
A.中心原子上的孤电子对数为2
B.④号原子的分数坐标为
C.沿x、y、z任意一个方向投影,位于面中心的都只有原子
D.晶胞中②③号原子间的距离
二、结构与性质
17.第三周期几种氧化物(不包括过氧化物和超氧化物)的离子键成分的百分数如图所示。回答下列问题:
(1)离子键成分的百分数最高的是 (填化学式)。
(2)的熔点 (填“高于”或“低于”)Na2O,原因是 。
(3)根据图示推知,第三周期主族元素最高价氧化物中离子键成分的百分数最低的是 (填化学式)。
(4)晶胞结构如图所示,设晶胞的边长为,为阿伏加德罗常数的值。
①1个晶胞的质量为 g。
②与最近且等距离的数为 。
③阳离子填充在阴离子构成的 (填标号)空隙中。
A.正八面体 B.正四边形 C.正四面体 D.正三角锥形
④该晶胞的密度为 。
三、实验题
18.肉桂酸是无公害的环保防腐剂,可直接添加于食品中。某小组设计实验制备肉桂酸并探究其性质:
【原理】
【性质】
物质 苯甲醛 肉桂酸 乙酸酐
沸点
水溶性 微溶于水、无色油状液体 难溶于冷水、易溶于热水 与水反应生成乙酸
【步骤】
【装置】利用图1装置完成步骤①,利用图2装置完成步骤②,抽滤操作用图3装置。
回答下列问题:
(1)R是 (填结构简式)。
(2)图1中,仪器B的名称是 ,仪器A的作用是 。实验前,要烘干三颈烧瓶,目的是 。
(3)相比于普通过滤,图3抽滤的主要优点有 (答一条即可)。
(4)步骤③加入溶液的作用是 ,第二次抽滤得到滤饼的主要成分是 (填名称)。
(5)设计简单实验证明肉桂酸中含有碳碳双键: 。
四、工业流程题
19.将废旧锌锰电池进行回收处理以实现资源的再生利用,初步处理后的废料中含、、及等,用该废料制备和的一种工艺流程如图:
已知:①Mn的金属活动性强于Fe,在酸性条件下比较稳定,pH大于5.5时易被氧化。
②相关物质的数据如表所示。
化合物
回答下列问题:
(1)为加快“还原焙烧”时的反应速率,可采取的措施有 (填一条),该过程中生成的气体产物有、和 (填化学式);“酸浸”后分离出滤渣1的操作名称为 。
(2)已知,“净化”时溶液中、的物质的量浓度均约为,当金属离子的浓度小于时可认为该离子完全沉淀,则“净化”时调节的合理范围是 。
(3)通过“电解”滤液2制备和,若电路中转移电子,溶液的将 (填“增大”或“减小”)。
(4)为两性氢氧化物,可溶于溶液,反应为,其平衡常数 {已知:的平衡常数称为稳定平衡常数,。
(5)在条件下,和按4:1的物质的量比发生反应制得,同时产物还有和,则该反应中n(氧化产物):n(还原产物)= ;以石墨和为电极材料可制作可充电电池,该电池的总反应为,充电时电极上发生的电极反应为 ,若此时电路中转移,则石墨电极将增重 g。
五、有机推断题
20.一种荧光探针(E)的合成路线如图:
已知:
(1)A的名称为 ;C中的含氧官能团的名称为 。
(2)B→C反应的化学方程式为 。
(3)D→E反应的反应类型为 ,D的结构简式为 ,1molD与足量溶液充分反应,最多可消耗 mol。
(4)W与X互为同系物且W的碳原子数比X多1,H与W互为同分异构体,则满足下列条件的H的结构有 种(不考虑立体异构)。
①能与溶液发生显色反应
②可与溶液反应
(5)根据以上信息,写出以和为原料制备
的合成路线流程图 。(无机试剂和有机溶剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;二氧化硫的性质;水的净化
【解析】【解答】A.活性炭除杂原理是利用其多孔吸附,不是化学变化,A错误;
B.、都是有强氧化性,可用于饮用水消毒杀菌,B正确;
C.二氧化硫具有还原性,可以防止红酒被氧化,起到抗氧化剂作用,C正确;
D.液化石油气和天然气均属于清洁燃料,其主要成分均属于烃类,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.活性炭是酥松多孔的物质,其具有很强吸附性,可以吸附水中或者空气中的颗粒等杂质,具有净水和空气净化作用,其原理是为物理变化。
2.【答案】D
【知识点】结构式;结构简式;球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A.碳原子的原子半径大于氢原子,故碳原子的体积大于氢原子体积,A项错误;
B.氢键为分子间作用力,图中“ ”表示分子间氢键,故B错误;
C.配位键由氮原子提供孤对电子,氢原子提供空轨道,箭头应由氮原子指向氢原子,故C错误;
D.选取最长碳链为主链,主链由5个碳原子,有3个支链,其名称:2,2,4 三甲基戊烷,D项正确,
故答案为:D。
【分析】A.球棍模型不仅要考虑到成键方式,也要考虑到原子的相对大小;
B.氢键为分子间作用力,一般为N、O、F与氢原子之间形成;
C.配位键的表示为有提供孤对电子的指向空轨道原子。
3.【答案】B
【知识点】多糖的性质和用途
【解析】【解答】A.淀粉和纤维素均为多糖,都是天然高分子化合物,故A正确;
B.淀粉属于糖类,含有羟基,可以酯化反应,故B错误;
C.葡萄糖的结构简式为:CH2OH(CHOH)4CHO,链接四个不同原子或者原子团的碳原子即为手性碳,4个碳原子均为手性碳,故C正确;
D.“碳达峰”和“碳中和”即为减少二氧化碳的含量,利用二氧化碳制备淀粉有利于实现“碳达峰”和“碳中和”,
故答案为:B。
【分析】手性碳原子判断:1、要判断一个碳原子是否为手性碳,首先要满足的条件是该碳原子必须为饱和碳,即连接有4个基团;2、其次,若一个碳原子为手性碳原子,那么该碳原子上所连的4个基团必须不一样。
4.【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用;晶体熔沸点的比较
【解析】【解答】A.氯化钠和氧化钠都属于离子晶体,离子半径越小,阴阳离子之间的吸引力越大,熔点越高,氯离子小于氧离子,所以氯化钠熔点小于氧化钠,A项错误;
B.水分子是V形结构,约为105°,甲烷是空间正四面体为109°28′,故甲烷分子内键角更大,B错误;
C.前者可以形成分子间氢键,熔沸点升高,后者形成分子内氢键,熔沸点降低,故C项正确;
D.碳酸酸性小于醋酸,D项错误;
故答案为:C。
【分析】C.一般形成分子间氢键,熔沸点升高,形成分子内氢键,熔沸点减低,当两个取代基位于邻位时可以形成分子内氢键,处于对位时往往形成分子间氢键。
5.【答案】C
【知识点】苯酚的性质及用途;聚合反应;缩聚反应
【解析】【解答】A、该高分子化合物是由甲基丙烯酸甲酯发生加聚反应生成的,A不符合题意。
B、由“弯箭头”方法可得,则其单体的结构简式为,B不符合题意。
C、酚醛树脂是由苯酚与甲醛发生缩聚反应生成的,C符合题意。
D、纤维是由己二胺与己二酸发生缩聚反应生成的,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、该有机物是由加聚反应生成的。
B、根据“弯箭头”法确定该高分子化合物的单体。
C、酚醛树脂是由苯酚和甲醛发生缩聚反应生成的。
D、该高分子化合物的单体为己二胺和己二酸。
6.【答案】C
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;乙炔炔烃;蛋白质的特殊反应
【解析】【解答】A、红外光谱用于确定有机物中的化学键和官能团,质谱图用于确定有机物的相对分子质量,A不符合题意。
B、向蛋白质中加入(NH4)2SO4,蛋白质发生盐析,其结构不会改变,因此性质和生理功能都不变,B不符合题意。
C、研究有机物的基本步骤为:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构,C符合题意。
D、NaCl与H2S不反应,因此不能用NaCl溶液除去乙炔中混有的H2S,可用CuSO4溶液,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、红外光谱用于确定有机物中的化学键。
B、(NH4)2SO4能使蛋白质发生盐析,其结构不变。
C、根据有机物的研究步骤分析。
D、NaCl与H2S不反应。
7.【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质;苯酚的性质及用途;取代反应;聚合反应
【解析】【解答】A.该有机物 含有酚羟基,与苯酚相似,具有还原性,易被氧气氧化,故A正确;
B.苯酚与溴水发生取代反应,取代酚羟基的邻位和对位,因此1mol邻苯二酚最多可与4mol溴发生取代反应,故B正确;
C.所以碳原子都在苯环上,为平面结构,都是采用sp2杂化,C项正确;
D.不含碳碳双键或者三键,无法实现加聚反应,D项错误;
故答案为:D。
【分析】发生加聚反应一般有机物含有碳碳双键或者碳碳三键才能进行加聚,如烯烃或者炔烃等。
8.【答案】D
【知识点】原子结构的构造原理;原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A.所含元素种类最多的族是第ⅢB族,其含有镧系和锕系,共有32种元素,故A正确;
B.同一原子中,能级的能量:2p<3p<4p,B项正确;
C.在元素周期表中,ds区位于4、5、6三个周期,每个周期2种元素共6种,且均为金属元素,故C正确;
D.基态原子价层电子排布式为ns2的元素可能为第IIA族元素,也可能是0族元素如氦,故D错误;
【分析】D.基态原子价层电子排布式为ns2的,当n=1,为氦,当n=2,3,4等时全部位于第二主族。
9.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物;加成反应
【解析】【解答】A.含有苯环、双键或者碳氧双键都可以发生加成反应,X和W中含有苯环,Y中含有碳碳双键,T中含有酮羰基,A项正确;
B.根据元素组成,烃的衍生物 为除了含有碳氢两种元素外,还含有其他元素,上述物质都含有氧元素,都是烃的衍生物 ,B项正确;
C. 与2-己酮结构相似,分子相差若干个CH2,属于同系物,故C项正确;
D.X的芳香族同分异构体,若有两个取代基,可能结构有:1、-OH和-CH2CH3,2、-OCH3和-CH3,3、-CH2OH和-CH3,每一种情况都有邻位、间位、对位三种,一共为:6种,D项错误
【分析】C.判断是否为同系物,首先判断结构是否相似,然后在判断分子相差若干个CH2,
D.芳香族同分异构体书写时,不仅要考虑到支链异构,也要考虑苯环上位置异构。
10.【答案】B
【知识点】酯的性质;酯化反应
【解析】【解答】A.异戊醇分子式为C5H12O,其同分异构体中含有相同官能团结构,说明含有羟基,将分子式改写为C5H11OH,-C5H11一共有8中同分异构,所以C5H11OH有8种,去掉 异戊醇 一种,还有7种,A项正确;
B.该反应为酯化反应,实验中浓硫酸起到催化作用、脱水作用,还有吸水作用,故B错误;
C.图2装置具有防倒吸功能,可以替换图1起到防止倒吸作用,C项正确;
D.该反应为可逆反应,增加一个反应物的量,可以提高另一个反应物转化率,D项正确;
故答案为:B。
【分析】A.在书写醇、酸、卤代烃同分异构体时,可以采用换元法进行书写,甲基为1种、乙基为1种、丙基为两种,丁基为4种、戊基有8种,可以大大简化同分异构体的书写。
11.【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.同周期主族元素从左往右失电子能力逐渐减弱,同主族元素从上往下失电子能力增强,可知第一电离能:N>C>Si,A正确;
B.Y、Z分别与X形成的最简单化合物分别为CH4、NH3的键角,CH4、NH3的键角分别为109°28′和107°,B正确;
C.仅由X、Y、Z形成的化合物如NH4CN为离子化合物,其为离子晶体,C正确;
D.1molSiC晶体中含有4molSi—C键,D错误;
故答案为:D。
【分析】Y元素的最高正价与最低负价绝对值相等,可知Y为第IVA族元素,且Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族,推知Y为C,Z为N,M为Si,化合物Z2X4的电子总数为18,推知X为H,据此解答即可。
12.【答案】A
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.根据MI-888的结构可知,1molMI-888中卤素原子数为,A正确;
B.根据MI-888的结构可知,MI-888中不含有碳碳双键,B错误;
C.MI-888中含有氯原子、氟原子、酰胺基、亚氨基、羟基等5种官能团,C错误;
D.MI—888分子中,苯环上有6中等效氢,其一溴代物有6种,D错误;
故答案为:A。
【分析】B.苯环不含双键,计算时不要数进去。
D.在判断 苯环上的一溴代物种类时,即判断苯环上有几种氢原子即可。
13.【答案】C
【知识点】蔗糖与淀粉的性质实验;化学实验方案的评价;银镜反应
【解析】【解答】A.盐酸易挥发,二氧化碳中含有氯化氢气体,可能是氯化氢与苯酚钠反应生成苯酚,因此不能说碳酸酸性大于苯酚,故A错误;
B.由于卤素水解呈碱性,检验卤素前需要先加入稀硝酸,将溶液调至酸性,再加入硝酸银检验溴元素,故B错误;
C.在洁净的试管中加入1mL2%的溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%的氨水,使最初产生的沉淀溶解得到银氨溶液,再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,一段时间后有光亮如镜的银生成,则说明含有醛基,故C正确;
D.溶液显酸性,应该先加入氢氧化钠溶液调节至碱性,再加入新制氢氧化铜加热,故D错误;
故答案为:C.
【分析】A.由于盐酸有挥发性,需要将制备的二氧化碳气体通入饱和碳酸氢钠溶液中除去氯化氢,防止其干扰;
B.检验卤素方法:先加硝酸酸化,在加入硝酸银,然后根据现象进行判断。
D.用新制备的氢氧化铜检验淀粉水解产物时候需要先加入碱呈碱性后再加入新制备的氢氧化铜。
14.【答案】D
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A. 基态Pd为46号,其价层电子排布式为,故A项错误;
B.有分析可知, 单一核配合物Pt中的配位原子有N和氯原子,故B项错误;
C.由图可知, 中Ru原子与Pt原子的配位数 分别为:6、4,C错误;
D. 中Ru原子供空轨道形成配位键,氮原子提供孤独电子,故D正确;
故答案为:D。
【分析】配位键形成条件:1.能够提供空轨道的原子,大多数为金属原子或者离子,2.要有能够提供孤电子的原子,如N、Cl等。
15.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用
【解析】【解答】A.同周期从左向右,元素第一电离能逐渐增大,钠的第一电离能小于镁的第一电离能,故A错误;
B.根据互为等电子体的物质其结构相似,二氧化碳为直线型,所以 也为直线形结构,二氧化碳含有3个原子,四个π电子,所以大π键可以表示为,B项正确;
C. 基态和基态的核外电子排布中 ,未成对电子为5和4,比值为4:5,C项错误;
D.由于 中 的H2O参与配位键形成,其孤对电子数目减少,排斥力减小,所以 :中的键角大于分子中的键角,D项正确;
故答案为:B。
【分析】B.互为等电子体,即价电子数目和原子数目相等的物质,其结构相似。
D.孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,当水分子参与配位键形成,其相当孤电子数目减小,排斥力减小,键角变大。
16.【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A. 中心原子上的孤电子对数为,A项错误;
B.B.①号原子的分数坐标为,④号原子的x轴、z轴坐标与①号原子坐标相同,而y轴分数坐标为,则④号原子分数坐标为,B项正确;
C.沿y方向投影,位于面中心的原子为Xe原子和F原子,故C错误;
D.由图可知,底面对角线一半为,则,D项错误;
故答案为:B。
【分析】A.孤对电子数计算公式为:孤电子数=1/2*(a-xb) ,其中a为中心原子的价电子数,x为与中心原子结合的原子数,b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数
B.在分析晶体结构时,计算原子坐标时,要弄清楚每个原子在晶体位置,利用投影到x、y、z面上即可计算坐标。
17.【答案】(1)Na2O
(2)高于;Mg2+的半径小于Na+且Mg2+所带电荷数大于Na+,离子半径、电荷数对离子键强度的影响程度大于离子键成分的百分数
(3)Cl2O7
(4);6;A;
【知识点】判断简单分子或离子的构型;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算
【解析】【解答】(1)由图示可知离子键成分的百分数最高的是原子序数为11的钠元素形成的Na2O;
(2)二者都是离子晶体,离子所带电荷越多,离子半径越小,熔点越高,故MgO熔点高于Na2O;
(3)由图示可知,第三周期主族元素最高价氧化物中离子键成分的百分数随着原子序数递减,故百分数最低的是Cl2O7;
(4)①利用均摊法可知,氯化钠晶胞中有4个氯化钠,所以 1个晶胞的质量为
②由图可知, 与最近且等距离的数为 6;
③将面心上的离子连接在一起,构成的正八面体空隙,故答案为A;
④根据,带入计算可得, ;
【分析】(2) 离子半径越小、电荷越多,离子键强度越大 ,其离子晶体熔沸点也就越高
(4)在进行晶胞计算时,首先利用均摊法计算出一个晶胞中原子个数,得到其化学式,利用进行计算密度。
18.【答案】(1)
(2)恒压滴液漏斗;冷凝回流;避免水与乙酸酐反应
(3)加快过滤速率,使固体更干燥,固液更容易分离
(4)将肉桂酸转化成肉桂酸钠;肉桂酸
(5)取少量产品溶于热水,滴几滴溴水,溶液褪色
【知识点】有机物的鉴别;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)有分析可知,R为 ;
(2)由图可知,仪器B的名称是恒压滴液漏斗,仪器A为球形冷凝管,作用是冷凝回流。乙酸酐与水反应生成乙酸,故要烘干三颈烧瓶,目的是避免水与乙酸酐反应,乙酸酐可以和水反应生成乙酸;
(3)抽滤相比不同过滤,它可以形成大的压强差, 加快过滤速率,使固体更干燥,固液更容易分离
(4)有分析可知,肉桂酸不溶于水,第二步生成的为肉桂酸,第③步加入氢氧化钠溶液将肉桂酸转化为肉桂酸钠,使其溶于水;
(5)检验碳碳双键可以选择溴水,但是不能选择酸性高锰酸钾,因为苯环上的烃基也可以使高锰酸钾褪色;
【分析】苯甲醛和乙酸酐在无水条件下和碳酸钾加热生成肉桂酸,同时生成乙酸,反应后蒸馏除去苯甲醛、乙酸酐,冷却后加入氢氧化钠将肉桂酸转化为钠盐,加入活性炭脱色,冷却抽滤除去固体分离出滤液,肉桂酸难溶于冷水,加入浓盐酸冷却结晶出肉桂酸晶体,抽滤得到固体产品。
19.【答案】(1)将废料粉碎;CO;过滤
(2)5.5
(3)减小
(4)0.54
(5)1:4;;1.4
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)为加快“还原焙烧”时的反应速率,可采取的措施有:粉碎、通入足量空气等;根据氧化还原化合价升降原则,产物有CO,“酸浸”后分离出滤渣1的操作名称过滤;
(2)根据题目可知,净化目的是除去锰离子和锌离子,当溶液中的铁离子浓度小于 时,此时pH=2.28,而此时锰离子和锌离子也已经完全沉淀,又有 在酸性条件下比较稳定,pH大于5.5时易被氧化 ,所以pH不能大于5.5;
(3)阳极电极反应为:,生成氢离子,所以pH减小;
(4)根据该反应平衡常数,结合氢氧化锌的平衡常数可得,
(5) 在条件下,和按4:1的物质的量比发生反应制得,同时产物还有和, 根据化合价升降相等,配平方程式可知, n(氧化产物):n(还原产物 =1:4;充电时, 为阳极,反应为: , 若电路中转移,则石墨电极将增加的质量即为0.2molLi+质量,其质量为1.4g。
【分析】(1)为加快“还原焙烧”时的反应速率,即从影响化学反应平衡因素角度进行考虑即可,如粉碎,增大接触面积,通入过量空气等;酸浸”后分离出滤渣1和滤液,该操作为过滤;
(2)净化目的是除去锰离子和锌离子,即计算pH=2.28,而此时锰离子和锌离子也已经完全沉淀;但 在酸性条件下比较稳定,pH大于5.5时易被氧化,所以pH不能大于5.5;
(3)根据电解反应的阳极生成二氧化锰,,生成氢离子,所以pH减小
(4)根据 的溶解平衡和 :,两式相加即可得到 反应为 其平衡常数为二者反应平衡常数相乘即可;
(5)和按4:1的物质的量比发生反应,根据氧化还原反应判断出氧化产物和还原产物,配平方程式即可。
20.【答案】(1)丙二酸;(酚)羟基、酯基
(2)++H2O
(3)取代反应;;4
(4)13
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A的结构简式为CH2(COOH)2,故A的名称为丙二酸;C中的含氧官能团的名称为(酚)羟基、酯基;
(2)B→C反应的化学方程式为: 、++H2O
(3)有题可知,D→E反应的反应类型为 为取代反应, D的结构简式为,其分子含有一个一个酯基,在氢氧化钠溶液中先水解,水解后得到2mol酚羟基,2mol羧基,可以消耗4mol氢氧化钠溶液。
(4) W与X互为同系物且W的碳原子数比X多1,H与W互为同分异构体 ,则W分子式为C8H8O3,H与W互为同分异构体,①能与氯化铁溶液发生显色反应,说明含有苯环和酚羟基;可与碳酸氢钠溶液反应,说明含有羧基;含有苯环,考虑到苯环支链异构和位置异构,即邻、间、对,可以分两种情况:苯环上连有两个取代基:①一个酚羟基、一个-COOH基团,②苯环上连有三个取代基:一个酚羟基、一个甲基、一个羧基;综上一共有:13种。
(5)根据题目可知,其合成路线为:
【分析】(1)A的结构简式为CH2(COOH)2,含有连个羧基,命名为丙二酸,根据C的结构可知,C 中的含氧官能团的名称 酚羟基和酯基;
(2)对比B和C结构可知,X为1,3二羟基苯甲醛,X与B发生羟醛缩合,得到C,反应为: ++H2O
(3)对比D和E结构可知,生成小分子,D→E反应的反应类型为 取代反应, D的结构简式为,其分子含有一个酚羟基,一个羧基,一个酯基水解后有生成一个酚羟基和一个羧基,所以可以消耗4mol氢氧化钠;
(4)根据分析,H与W互为同分异构体,①能与氯化铁溶液发生显色反应,说明含有苯环和酚羟基;可与碳酸氢钠溶液反应,说明含有羧基;含有苯环,分苯环上含有2个取代基和3个取代基进行讨论,分别位于邻、间、对等情况讨论,
(5)做有机合成题目,要充分利用题目合成中的反应,根据合成物质和已知物质之间结构关系进行引入官能团和支链等。
广西壮族自治区钦州市2022-2023学年高二下学期期末化学试题
一、单选题
1.化学与生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.用活性炭除汽车里异味的过程为化学变化
B.可用、对饮用水进行消毒杀菌
C.二氧化硫具有还原性,可适量添加在葡萄酒中作抗氧化剂
D.液化石油气和天然气均属于清洁燃料,其主要成分均属于烃类
【答案】A
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;二氧化硫的性质;水的净化
【解析】【解答】A.活性炭除杂原理是利用其多孔吸附,不是化学变化,A错误;
B.、都是有强氧化性,可用于饮用水消毒杀菌,B正确;
C.二氧化硫具有还原性,可以防止红酒被氧化,起到抗氧化剂作用,C正确;
D.液化石油气和天然气均属于清洁燃料,其主要成分均属于烃类,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.活性炭是酥松多孔的物质,其具有很强吸附性,可以吸附水中或者空气中的颗粒等杂质,具有净水和空气净化作用,其原理是为物理变化。
2.下列物质的化学用语表达正确的是( )
A.甲烷的球棍模型:
B.H2O分子间的氢键:
C.的结构式:
D.的名称:2,2,4 三甲基戊烷
【答案】D
【知识点】结构式;结构简式;球棍模型与比例模型
【解析】【解答】A.碳原子的原子半径大于氢原子,故碳原子的体积大于氢原子体积,A项错误;
B.氢键为分子间作用力,图中“ ”表示分子间氢键,故B错误;
C.配位键由氮原子提供孤对电子,氢原子提供空轨道,箭头应由氮原子指向氢原子,故C错误;
D.选取最长碳链为主链,主链由5个碳原子,有3个支链,其名称:2,2,4 三甲基戊烷,D项正确,
故答案为:D。
【分析】A.球棍模型不仅要考虑到成键方式,也要考虑到原子的相对大小;
B.氢键为分子间作用力,一般为N、O、F与氢原子之间形成;
C.配位键的表示为有提供孤对电子的指向空轨道原子。
3.我国科学家首次在实验室实现了到淀粉的全合成。下列有关说法错误的是( )
A.淀粉和纤维素都是天然高分子化合物
B.淀粉不能发生酯化反应
C.葡萄糖分子中含有4个手性碳原子
D.利用二氧化碳制备淀粉有利于实现“碳达峰”和“碳中和”
【答案】B
【知识点】多糖的性质和用途
【解析】【解答】A.淀粉和纤维素均为多糖,都是天然高分子化合物,故A正确;
B.淀粉属于糖类,含有羟基,可以酯化反应,故B错误;
C.葡萄糖的结构简式为:CH2OH(CHOH)4CHO,链接四个不同原子或者原子团的碳原子即为手性碳,4个碳原子均为手性碳,故C正确;
D.“碳达峰”和“碳中和”即为减少二氧化碳的含量,利用二氧化碳制备淀粉有利于实现“碳达峰”和“碳中和”,
故答案为:B。
【分析】手性碳原子判断:1、要判断一个碳原子是否为手性碳,首先要满足的条件是该碳原子必须为饱和碳,即连接有4个基团;2、其次,若一个碳原子为手性碳原子,那么该碳原子上所连的4个基团必须不一样。
4.下列物质结构或性质比较中,前者大于后者的是( )
A.熔点:
B.键角:
C.沸点:、
D.酸性:
【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用;晶体熔沸点的比较
【解析】【解答】A.氯化钠和氧化钠都属于离子晶体,离子半径越小,阴阳离子之间的吸引力越大,熔点越高,氯离子小于氧离子,所以氯化钠熔点小于氧化钠,A项错误;
B.水分子是V形结构,约为105°,甲烷是空间正四面体为109°28′,故甲烷分子内键角更大,B错误;
C.前者可以形成分子间氢键,熔沸点升高,后者形成分子内氢键,熔沸点降低,故C项正确;
D.碳酸酸性小于醋酸,D项错误;
故答案为:C。
【分析】C.一般形成分子间氢键,熔沸点升高,形成分子内氢键,熔沸点减低,当两个取代基位于邻位时可以形成分子内氢键,处于对位时往往形成分子间氢键。
5.(2023高二下·吉林期末)下列合成高分子化合物的反应及反应类型均正确的是( )
A.有机玻璃{}由甲基丙烯酸甲酯发生缩聚反应制得
B.合成材料由丙烯和乙烯发生加聚反应制得
C.酚醛树脂{}由苯酚和甲醛发生缩聚反应制得
D.纤维由己胺和己酸发生缩聚反应制得
【答案】C
【知识点】苯酚的性质及用途;聚合反应;缩聚反应
【解析】【解答】A、该高分子化合物是由甲基丙烯酸甲酯发生加聚反应生成的,A不符合题意。
B、由“弯箭头”方法可得,则其单体的结构简式为,B不符合题意。
C、酚醛树脂是由苯酚与甲醛发生缩聚反应生成的,C符合题意。
D、纤维是由己二胺与己二酸发生缩聚反应生成的,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、该有机物是由加聚反应生成的。
B、根据“弯箭头”法确定该高分子化合物的单体。
C、酚醛树脂是由苯酚和甲醛发生缩聚反应生成的。
D、该高分子化合物的单体为己二胺和己二酸。
6.(2023高二下·吉林期末)下列有关有机化合物的研究方法、结构特点及性质的说法正确的是( )
A.利用红外光谱可以确定有机物的相对分子质量
B.向蛋白质溶液中加入硫酸铵溶液,蛋白质的性质和生理功能会发生改变
C.研究有机物的基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构
D.实验室通常利用电石和水制备乙炔,并用氯化钠溶液除去乙炔中混有的等杂质气体
【答案】C
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;乙炔炔烃;蛋白质的特殊反应
【解析】【解答】A、红外光谱用于确定有机物中的化学键和官能团,质谱图用于确定有机物的相对分子质量,A不符合题意。
B、向蛋白质中加入(NH4)2SO4,蛋白质发生盐析,其结构不会改变,因此性质和生理功能都不变,B不符合题意。
C、研究有机物的基本步骤为:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定分子结构,C符合题意。
D、NaCl与H2S不反应,因此不能用NaCl溶液除去乙炔中混有的H2S,可用CuSO4溶液,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、红外光谱用于确定有机物中的化学键。
B、(NH4)2SO4能使蛋白质发生盐析,其结构不变。
C、根据有机物的研究步骤分析。
D、NaCl与H2S不反应。
7.苹果中含有邻苯二酚( )等酚类化合物,苹果削过皮后在空气中放置过程中表面易变为黄褐色。下列说法错误的是( )
A. 具有还原性,易被氧气氧化
B.1mol邻苯二酚最多可与4mol溴发生取代反应
C.邻苯二酚分子中的所有碳原子杂化方式相同
D.邻苯二酚自身可以发生加聚反应,生成聚合物
【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质;苯酚的性质及用途;取代反应;聚合反应
【解析】【解答】A.该有机物 含有酚羟基,与苯酚相似,具有还原性,易被氧气氧化,故A正确;
B.苯酚与溴水发生取代反应,取代酚羟基的邻位和对位,因此1mol邻苯二酚最多可与4mol溴发生取代反应,故B正确;
C.所以碳原子都在苯环上,为平面结构,都是采用sp2杂化,C项正确;
D.不含碳碳双键或者三键,无法实现加聚反应,D项错误;
故答案为:D。
【分析】发生加聚反应一般有机物含有碳碳双键或者碳碳三键才能进行加聚,如烯烃或者炔烃等。
8.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是( )
A.所含元素种类最多的族是第ⅢB族
B.同一原子中,2p、3p、4p能级的能量依次升高
C.在元素周期表中,ds区只有6种自然形成的元素,且均为金属元素
D.基态原子价层电子排布式为ns2的元素一定是第IIA族元素(n为周期数)
【答案】D
【知识点】原子结构的构造原理;原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A.所含元素种类最多的族是第ⅢB族,其含有镧系和锕系,共有32种元素,故A正确;
B.同一原子中,能级的能量:2p<3p<4p,B项正确;
C.在元素周期表中,ds区位于4、5、6三个周期,每个周期2种元素共6种,且均为金属元素,故C正确;
D.基态原子价层电子排布式为ns2的元素可能为第IIA族元素,也可能是0族元素如氦,故D错误;
【分析】D.基态原子价层电子排布式为ns2的,当n=1,为氦,当n=2,3,4等时全部位于第二主族。
9.南开大学某团队报道了一种有机合成新方法,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.X、Y、W和T均能发生加成反应 B.X、Y、W和T均为烃的衍生物
C.T与2-己酮互为同系物 D.X的芳香族同分异构体有4种
【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物;加成反应
【解析】【解答】A.含有苯环、双键或者碳氧双键都可以发生加成反应,X和W中含有苯环,Y中含有碳碳双键,T中含有酮羰基,A项正确;
B.根据元素组成,烃的衍生物 为除了含有碳氢两种元素外,还含有其他元素,上述物质都含有氧元素,都是烃的衍生物 ,B项正确;
C. 与2-己酮结构相似,分子相差若干个CH2,属于同系物,故C项正确;
D.X的芳香族同分异构体,若有两个取代基,可能结构有:1、-OH和-CH2CH3,2、-OCH3和-CH3,3、-CH2OH和-CH3,每一种情况都有邻位、间位、对位三种,一共为:6种,D项错误
【分析】C.判断是否为同系物,首先判断结构是否相似,然后在判断分子相差若干个CH2,
D.芳香族同分异构体书写时,不仅要考虑到支链异构,也要考虑苯环上位置异构。
10.乙酸异戊酯天然存在于香蕉、苹果等水果和浆果中,具有香蕉香味。某化学兴趣小组在实验室中利用乙酸和异戊醇( )制备乙酸异戊酯,实验装置如图1所示(加热及夹持仪器略),相关物质的部分性质如表所示。
物质 密度/() 沸点/℃ 水中溶解度
异戊醇 0.809 132 微溶
乙酸 l.049 118 易溶
乙酸异戊酯 0.876 142.5 微溶
下列说法错误的是( )
A.异戊醇的同分异构体中,与其含有相同官能团的结构有7种
B.实验中浓硫酸只起到催化作用和脱水作用
C.图1中的装置可用图2所示装置代替
D.实验中加入过量的异戊醇可提高乙酸的转化率
【答案】B
【知识点】酯的性质;酯化反应
【解析】【解答】A.异戊醇分子式为C5H12O,其同分异构体中含有相同官能团结构,说明含有羟基,将分子式改写为C5H11OH,-C5H11一共有8中同分异构,所以C5H11OH有8种,去掉 异戊醇 一种,还有7种,A项正确;
B.该反应为酯化反应,实验中浓硫酸起到催化作用、脱水作用,还有吸水作用,故B错误;
C.图2装置具有防倒吸功能,可以替换图1起到防止倒吸作用,C项正确;
D.该反应为可逆反应,增加一个反应物的量,可以提高另一个反应物转化率,D项正确;
故答案为:B。
【分析】A.在书写醇、酸、卤代烃同分异构体时,可以采用换元法进行书写,甲基为1种、乙基为1种、丙基为两种,丁基为4种、戊基有8种,可以大大简化同分异构体的书写。
11.X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y元素的最高正价与最低负价绝对值相等,Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族;化合物Z2X4的电子总数为18。下列说法错误的是( )
A.第一电离能:Z>Y>M
B.Y、Z分别与X形成的最简单化合物的键角:Z
D.1molMY晶体中含有1molM—Y键
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.同周期主族元素从左往右失电子能力逐渐减弱,同主族元素从上往下失电子能力增强,可知第一电离能:N>C>Si,A正确;
B.Y、Z分别与X形成的最简单化合物分别为CH4、NH3的键角,CH4、NH3的键角分别为109°28′和107°,B正确;
C.仅由X、Y、Z形成的化合物如NH4CN为离子化合物,其为离子晶体,C正确;
D.1molSiC晶体中含有4molSi—C键,D错误;
故答案为:D。
【分析】Y元素的最高正价与最低负价绝对值相等,可知Y为第IVA族元素,且Y元素与Z、M元素相邻,且与M元素同主族,推知Y为C,Z为N,M为Si,化合物Z2X4的电子总数为18,推知X为H,据此解答即可。
12.设为阿伏加德罗常数的值。一种抗癌新药的活性成分MI-888的结构如图所示。下列叙述正确的是( )
A.1molMI-888中卤素原子数为
B.1molMI-888中碳碳双键数为
C.MI-888中共有3种官能团
D.MI—888分子中,苯环上的一溴代物有3种
【答案】A
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.根据MI-888的结构可知,1molMI-888中卤素原子数为,A正确;
B.根据MI-888的结构可知,MI-888中不含有碳碳双键,B错误;
C.MI-888中含有氯原子、氟原子、酰胺基、亚氨基、羟基等5种官能团,C错误;
D.MI—888分子中,苯环上有6中等效氢,其一溴代物有6种,D错误;
故答案为:A。
【分析】B.苯环不含双键,计算时不要数进去。
D.在判断 苯环上的一溴代物种类时,即判断苯环上有几种氢原子即可。
13.化学是以实验为基础的科学,下列实验操作或做法能达到实验目的的是( )
选项 实验操作或做法 目的
A 将稀盐酸与碳酸钙反应产生的气体直接通入溶液中 验证酸性:
B 向洁净的试管中滴入10~15滴溴乙烷和5mL5%的溶液,振荡后加热,静置。待溶液分层后,取少量上层溶液,滴加2滴溶液,观察现象 检验溴乙烷中的溴
C 在洁净的试管中加入1mL2%的溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%的氨水,使最初产生的沉淀溶解,再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热 检验醛基
D 在试管中加入1mL淀粉溶液和2mL10%的溶液,加热煮沸,加入新制,加热并煮沸 检验淀粉水解产物
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】蔗糖与淀粉的性质实验;化学实验方案的评价;银镜反应
【解析】【解答】A.盐酸易挥发,二氧化碳中含有氯化氢气体,可能是氯化氢与苯酚钠反应生成苯酚,因此不能说碳酸酸性大于苯酚,故A错误;
B.由于卤素水解呈碱性,检验卤素前需要先加入稀硝酸,将溶液调至酸性,再加入硝酸银检验溴元素,故B错误;
C.在洁净的试管中加入1mL2%的溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%的氨水,使最初产生的沉淀溶解得到银氨溶液,再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,一段时间后有光亮如镜的银生成,则说明含有醛基,故C正确;
D.溶液显酸性,应该先加入氢氧化钠溶液调节至碱性,再加入新制氢氧化铜加热,故D错误;
故答案为:C.
【分析】A.由于盐酸有挥发性,需要将制备的二氧化碳气体通入饱和碳酸氢钠溶液中除去氯化氢,防止其干扰;
B.检验卤素方法:先加硝酸酸化,在加入硝酸银,然后根据现象进行判断。
D.用新制备的氢氧化铜检验淀粉水解产物时候需要先加入碱呈碱性后再加入新制备的氢氧化铜。
14.我国科学家开发了一种新型手性Ru(Ⅱ)—Pt(Ⅱ)双核配合物()作为G—quadruplexDNA稳定剂和端粒酶抑制剂。手性Ru(Ⅱ)—Pt(Ⅱ)双核配合物的化学结构 /A—RuPt和相关的单一核配合物(Pt和)的结构如图所示。已知:在等价轨道上的电子排布采取全充满和半充满时,能量会较低,体系有更大的稳定性。下列说法正确的是( )
已知:Ru(Ⅱ)表示+2价Ru,Pt(Ⅱ)的配位数为4。
A.与位于同一周期,基态Pd的价层电子排布式为
B.单一核配合物Pt中的配位原子只有N原子
C.中Ru原子与Pt原子的配位数相同
D.中Ru提供空轨道形成配位键
【答案】D
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A. 基态Pd为46号,其价层电子排布式为,故A项错误;
B.有分析可知, 单一核配合物Pt中的配位原子有N和氯原子,故B项错误;
C.由图可知, 中Ru原子与Pt原子的配位数 分别为:6、4,C错误;
D. 中Ru原子供空轨道形成配位键,氮原子提供孤独电子,故D正确;
故答案为:D。
【分析】配位键形成条件:1.能够提供空轨道的原子,大多数为金属原子或者离子,2.要有能够提供孤电子的原子,如N、Cl等。
15.的配位化合物较稳定且应用广泛。可与、、等配体形成使溶液呈浅紫色的、红色的、无色的等配离子。某同学按如下步骤进行实验:
已知:大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,如苯分子中的大π键可表示为。下列说法正确的是( )
A.的第一电离能大于的第一电离能
B.与均为直线形结构,中存在大π键,可表示为
C.基态和基态的核外电子排布中,未成对电子数之比
D.中的键角小于分子中的键角
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用
【解析】【解答】A.同周期从左向右,元素第一电离能逐渐增大,钠的第一电离能小于镁的第一电离能,故A错误;
B.根据互为等电子体的物质其结构相似,二氧化碳为直线型,所以 也为直线形结构,二氧化碳含有3个原子,四个π电子,所以大π键可以表示为,B项正确;
C. 基态和基态的核外电子排布中 ,未成对电子为5和4,比值为4:5,C项错误;
D.由于 中 的H2O参与配位键形成,其孤对电子数目减少,排斥力减小,所以 :中的键角大于分子中的键角,D项正确;
故答案为:B。
【分析】B.互为等电子体,即价电子数目和原子数目相等的物质,其结构相似。
D.孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,当水分子参与配位键形成,其相当孤电子数目减小,排斥力减小,键角变大。
16.在无机氟化物制备中有广泛的应用,其晶体属于四方晶系,晶胞参数如图所示,其中O点原子和①号原子的分数坐标依次为、。已知:Xe—F键长为下列说法正确的是( )
A.中心原子上的孤电子对数为2
B.④号原子的分数坐标为
C.沿x、y、z任意一个方向投影,位于面中心的都只有原子
D.晶胞中②③号原子间的距离
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A. 中心原子上的孤电子对数为,A项错误;
B.B.①号原子的分数坐标为,④号原子的x轴、z轴坐标与①号原子坐标相同,而y轴分数坐标为,则④号原子分数坐标为,B项正确;
C.沿y方向投影,位于面中心的原子为Xe原子和F原子,故C错误;
D.由图可知,底面对角线一半为,则,D项错误;
故答案为:B。
【分析】A.孤对电子数计算公式为:孤电子数=1/2*(a-xb) ,其中a为中心原子的价电子数,x为与中心原子结合的原子数,b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数
B.在分析晶体结构时,计算原子坐标时,要弄清楚每个原子在晶体位置,利用投影到x、y、z面上即可计算坐标。
二、结构与性质
17.第三周期几种氧化物(不包括过氧化物和超氧化物)的离子键成分的百分数如图所示。回答下列问题:
(1)离子键成分的百分数最高的是 (填化学式)。
(2)的熔点 (填“高于”或“低于”)Na2O,原因是 。
(3)根据图示推知,第三周期主族元素最高价氧化物中离子键成分的百分数最低的是 (填化学式)。
(4)晶胞结构如图所示,设晶胞的边长为,为阿伏加德罗常数的值。
①1个晶胞的质量为 g。
②与最近且等距离的数为 。
③阳离子填充在阴离子构成的 (填标号)空隙中。
A.正八面体 B.正四边形 C.正四面体 D.正三角锥形
④该晶胞的密度为 。
【答案】(1)Na2O
(2)高于;Mg2+的半径小于Na+且Mg2+所带电荷数大于Na+,离子半径、电荷数对离子键强度的影响程度大于离子键成分的百分数
(3)Cl2O7
(4);6;A;
【知识点】判断简单分子或离子的构型;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算
【解析】【解答】(1)由图示可知离子键成分的百分数最高的是原子序数为11的钠元素形成的Na2O;
(2)二者都是离子晶体,离子所带电荷越多,离子半径越小,熔点越高,故MgO熔点高于Na2O;
(3)由图示可知,第三周期主族元素最高价氧化物中离子键成分的百分数随着原子序数递减,故百分数最低的是Cl2O7;
(4)①利用均摊法可知,氯化钠晶胞中有4个氯化钠,所以 1个晶胞的质量为
②由图可知, 与最近且等距离的数为 6;
③将面心上的离子连接在一起,构成的正八面体空隙,故答案为A;
④根据,带入计算可得, ;
【分析】(2) 离子半径越小、电荷越多,离子键强度越大 ,其离子晶体熔沸点也就越高
(4)在进行晶胞计算时,首先利用均摊法计算出一个晶胞中原子个数,得到其化学式,利用进行计算密度。
三、实验题
18.肉桂酸是无公害的环保防腐剂,可直接添加于食品中。某小组设计实验制备肉桂酸并探究其性质:
【原理】
【性质】
物质 苯甲醛 肉桂酸 乙酸酐
沸点
水溶性 微溶于水、无色油状液体 难溶于冷水、易溶于热水 与水反应生成乙酸
【步骤】
【装置】利用图1装置完成步骤①,利用图2装置完成步骤②,抽滤操作用图3装置。
回答下列问题:
(1)R是 (填结构简式)。
(2)图1中,仪器B的名称是 ,仪器A的作用是 。实验前,要烘干三颈烧瓶,目的是 。
(3)相比于普通过滤,图3抽滤的主要优点有 (答一条即可)。
(4)步骤③加入溶液的作用是 ,第二次抽滤得到滤饼的主要成分是 (填名称)。
(5)设计简单实验证明肉桂酸中含有碳碳双键: 。
【答案】(1)
(2)恒压滴液漏斗;冷凝回流;避免水与乙酸酐反应
(3)加快过滤速率,使固体更干燥,固液更容易分离
(4)将肉桂酸转化成肉桂酸钠;肉桂酸
(5)取少量产品溶于热水,滴几滴溴水,溶液褪色
【知识点】有机物的鉴别;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)有分析可知,R为 ;
(2)由图可知,仪器B的名称是恒压滴液漏斗,仪器A为球形冷凝管,作用是冷凝回流。乙酸酐与水反应生成乙酸,故要烘干三颈烧瓶,目的是避免水与乙酸酐反应,乙酸酐可以和水反应生成乙酸;
(3)抽滤相比不同过滤,它可以形成大的压强差, 加快过滤速率,使固体更干燥,固液更容易分离
(4)有分析可知,肉桂酸不溶于水,第二步生成的为肉桂酸,第③步加入氢氧化钠溶液将肉桂酸转化为肉桂酸钠,使其溶于水;
(5)检验碳碳双键可以选择溴水,但是不能选择酸性高锰酸钾,因为苯环上的烃基也可以使高锰酸钾褪色;
【分析】苯甲醛和乙酸酐在无水条件下和碳酸钾加热生成肉桂酸,同时生成乙酸,反应后蒸馏除去苯甲醛、乙酸酐,冷却后加入氢氧化钠将肉桂酸转化为钠盐,加入活性炭脱色,冷却抽滤除去固体分离出滤液,肉桂酸难溶于冷水,加入浓盐酸冷却结晶出肉桂酸晶体,抽滤得到固体产品。
四、工业流程题
19.将废旧锌锰电池进行回收处理以实现资源的再生利用,初步处理后的废料中含、、及等,用该废料制备和的一种工艺流程如图:
已知:①Mn的金属活动性强于Fe,在酸性条件下比较稳定,pH大于5.5时易被氧化。
②相关物质的数据如表所示。
化合物
回答下列问题:
(1)为加快“还原焙烧”时的反应速率,可采取的措施有 (填一条),该过程中生成的气体产物有、和 (填化学式);“酸浸”后分离出滤渣1的操作名称为 。
(2)已知,“净化”时溶液中、的物质的量浓度均约为,当金属离子的浓度小于时可认为该离子完全沉淀,则“净化”时调节的合理范围是 。
(3)通过“电解”滤液2制备和,若电路中转移电子,溶液的将 (填“增大”或“减小”)。
(4)为两性氢氧化物,可溶于溶液,反应为,其平衡常数 {已知:的平衡常数称为稳定平衡常数,。
(5)在条件下,和按4:1的物质的量比发生反应制得,同时产物还有和,则该反应中n(氧化产物):n(还原产物)= ;以石墨和为电极材料可制作可充电电池,该电池的总反应为,充电时电极上发生的电极反应为 ,若此时电路中转移,则石墨电极将增重 g。
【答案】(1)将废料粉碎;CO;过滤
(2)5.5
(3)减小
(4)0.54
(5)1:4;;1.4
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)为加快“还原焙烧”时的反应速率,可采取的措施有:粉碎、通入足量空气等;根据氧化还原化合价升降原则,产物有CO,“酸浸”后分离出滤渣1的操作名称过滤;
(2)根据题目可知,净化目的是除去锰离子和锌离子,当溶液中的铁离子浓度小于 时,此时pH=2.28,而此时锰离子和锌离子也已经完全沉淀,又有 在酸性条件下比较稳定,pH大于5.5时易被氧化 ,所以pH不能大于5.5;
(3)阳极电极反应为:,生成氢离子,所以pH减小;
(4)根据该反应平衡常数,结合氢氧化锌的平衡常数可得,
(5) 在条件下,和按4:1的物质的量比发生反应制得,同时产物还有和, 根据化合价升降相等,配平方程式可知, n(氧化产物):n(还原产物 =1:4;充电时, 为阳极,反应为: , 若电路中转移,则石墨电极将增加的质量即为0.2molLi+质量,其质量为1.4g。
【分析】(1)为加快“还原焙烧”时的反应速率,即从影响化学反应平衡因素角度进行考虑即可,如粉碎,增大接触面积,通入过量空气等;酸浸”后分离出滤渣1和滤液,该操作为过滤;
(2)净化目的是除去锰离子和锌离子,即计算pH=2.28,而此时锰离子和锌离子也已经完全沉淀;但 在酸性条件下比较稳定,pH大于5.5时易被氧化,所以pH不能大于5.5;
(3)根据电解反应的阳极生成二氧化锰,,生成氢离子,所以pH减小
(4)根据 的溶解平衡和 :,两式相加即可得到 反应为 其平衡常数为二者反应平衡常数相乘即可;
(5)和按4:1的物质的量比发生反应,根据氧化还原反应判断出氧化产物和还原产物,配平方程式即可。
五、有机推断题
20.一种荧光探针(E)的合成路线如图:
已知:
(1)A的名称为 ;C中的含氧官能团的名称为 。
(2)B→C反应的化学方程式为 。
(3)D→E反应的反应类型为 ,D的结构简式为 ,1molD与足量溶液充分反应,最多可消耗 mol。
(4)W与X互为同系物且W的碳原子数比X多1,H与W互为同分异构体,则满足下列条件的H的结构有 种(不考虑立体异构)。
①能与溶液发生显色反应
②可与溶液反应
(5)根据以上信息,写出以和为原料制备
的合成路线流程图 。(无机试剂和有机溶剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)
【答案】(1)丙二酸;(酚)羟基、酯基
(2)++H2O
(3)取代反应;;4
(4)13
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A的结构简式为CH2(COOH)2,故A的名称为丙二酸;C中的含氧官能团的名称为(酚)羟基、酯基;
(2)B→C反应的化学方程式为: 、++H2O
(3)有题可知,D→E反应的反应类型为 为取代反应, D的结构简式为,其分子含有一个一个酯基,在氢氧化钠溶液中先水解,水解后得到2mol酚羟基,2mol羧基,可以消耗4mol氢氧化钠溶液。
(4) W与X互为同系物且W的碳原子数比X多1,H与W互为同分异构体 ,则W分子式为C8H8O3,H与W互为同分异构体,①能与氯化铁溶液发生显色反应,说明含有苯环和酚羟基;可与碳酸氢钠溶液反应,说明含有羧基;含有苯环,考虑到苯环支链异构和位置异构,即邻、间、对,可以分两种情况:苯环上连有两个取代基:①一个酚羟基、一个-COOH基团,②苯环上连有三个取代基:一个酚羟基、一个甲基、一个羧基;综上一共有:13种。
(5)根据题目可知,其合成路线为:
【分析】(1)A的结构简式为CH2(COOH)2,含有连个羧基,命名为丙二酸,根据C的结构可知,C 中的含氧官能团的名称 酚羟基和酯基;
(2)对比B和C结构可知,X为1,3二羟基苯甲醛,X与B发生羟醛缩合,得到C,反应为: ++H2O
(3)对比D和E结构可知,生成小分子,D→E反应的反应类型为 取代反应, D的结构简式为,其分子含有一个酚羟基,一个羧基,一个酯基水解后有生成一个酚羟基和一个羧基,所以可以消耗4mol氢氧化钠;
(4)根据分析,H与W互为同分异构体,①能与氯化铁溶液发生显色反应,说明含有苯环和酚羟基;可与碳酸氢钠溶液反应,说明含有羧基;含有苯环,分苯环上含有2个取代基和3个取代基进行讨论,分别位于邻、间、对等情况讨论,
(5)做有机合成题目,要充分利用题目合成中的反应,根据合成物质和已知物质之间结构关系进行引入官能团和支链等。